Élaboration de céramiques transparentes d’oxydes de terres rares pour l’optique : Étude de nouveaux additifs de frittage à base de fluor et synthèse de nanopoudres par réacteur continu

Discipline

Matériaux céramiques et traitements de surface

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Céramiques transparentes, Sesquioxydes de terre rare, Additifs de frittage, Coprécipitation, Yag, Réacteur de synthèse de poudre continu

Mots-clés

Matériaux céramiques - Propriétés thermomécaniques,

Frittage (métallurgie),

Oxyde d'yttrium

Ces travaux de thèse portent sur l’élaboration de céramiques transparentes pour des applications lasers comme milieu amplificateur, absorbant saturable ou scintillateur. Les composés étudiés sont les grenats et sesquioxydes de terres rares qui présentent d’excellentes propriétés thermomécaniques. Dans un premier chapitre, l’impact du fluor et de ses dérivés sur les mécanismes de frittage naturel de sesquioxydes de terres rares (Y2O3, Lu2O3) a été étudié. Au final, des céramiques transparentes de Y2O3 et Lu2O3 dopées à l’holmium ont été élaborées par frittage sous charge et leurs propriétés spectroscopiques étudiées. Dans un second chapitre, des nanopoudres de YAG ont été élaborées par la voie chimique de coprécipitation. Une étude des paramètres de synthèse a été menée afin de déterminer les meilleures conditions dans le but de synthétiser des poudres de YAG pures, fines et homogènes à l’aide d’un réacteur batch. Par la suite, ce procédé de synthèse a été transposé à l’utilisation d’un réacteur continu de type piston. L’influence du type de réacteur sur la pureté et la morphologie des nanopoudres de YAG synthétisées a été étudiée. Enfin, l’étude du comportement au frittage des nanopoudres ainsi obtenues a permis l’obtention de céramiques transparentes de YAG.